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《矢量数据栅格化的一种有效方法_环绕数法_武广臣》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第1期测绘科学Vol134No112009年1月ScienceofSurveyingandMappingJan1矢量数据栅格化的一种有效方法———环绕数法①③②③③武广臣,左建章,刘艳,李丽(①首都师范大学,北京100037;②北京四维远见信息技术有限公司,北京100039;③辽宁科技学院,辽宁本溪117022)【摘要】矢量数据栅格化是GIS数据处理的一项重要任务。目前,已存在多种栅格化方法,但是每种方法都有各自的局限性。本文首次提出了环绕数法,它基于计算几何转角理论,通过计算跨越数来确定环绕数,是一种简单、高效、易于实现的栅格化方法
2、。应用环绕数法,不但可以完成简单多边形的栅格化,而且可以完成自交多边形的栅格化。【关键词】栅格化;环绕数法;计算几何;跨越数【中图分类号】TP391【文献标识码】A【文章编号】100922307(2009)0120050203DOI:1013771/j1issn1100922307120091011015结构之间的转换一直是GIS领域研究的热点问题之一。目1引言前,矢、栅数据转换已成为GIS数据处理的一项重要任务。按照空间对象信息在计算机中表达方式进行区分,地[1]2矢量数据结构栅格化的算法理信息系统(GIS)有三种主要数据结构,即:基于坐标
3、的矢量数据结构,基于规则网的栅格数据结构,以及基于矢量数据结构与栅格数据结构的相互转换,是地理信铺盖的镶嵌数据结构。后来,人们在充分发掘矢量数据结[4]息系统的基本功能之一。矢量数据的栅格化,是矢、栅构和栅格数据结构的优缺点的基础上提出了矢量———栅格数据结构转化的一个重要方面。矢量数据的栅格化,对点一体化数据结构。状地物而言,栅格化不存在技术难题,只是精度对应的问矢量数据结构和栅格数据结构是地理信息系统中两个题;对于线状地物而言,栅格化时只要确定其特征点,再最基本的数据结构,20世纪80年代末以前,矢量和栅格数内插一些栅格点,即可完成栅格化
4、,目前已存在许多高效据结构基本上是独自发展的,直到20世纪80年代后期,的算法(如DDA法,Bresenham算法等);面状地物的栅格[2]两种数据结构才逐渐实现了转换。近年来,一些学者提化,至今已有很多算法,如内部点扩散法、射线法、扫描出矢、栅一体化数据结构模式,但就本质而言,并未真正法、边界代数法等。在以上所有算法中,没有哪种算法可形成矢、栅一体化数据结构的无缝融合,事实上,这种矢、以作为标准的、统一的算法来代替其他的算法,这是因为栅一体化模式的数据结构有待于进一步的研究和软件实每种算法都有自己的缺陷,内部点扩散法会遇到瓶颈问题用化。表1
5、矢量、栅格数据结构比较造成栅格化后的图形不连通;射线法需要排除若干种特殊矢、栅数据结构比较内容矢量数栅格数的情形;边界代数法虽然是一种高效实用的算法,但是进一体化,并不能改变据结构据结构行点与多边形的关系判定时,会显得困难。由于边界代数两种数据结构各有所空间精度较高较低(与矢量法是在面域内对边界进行的搜索而不是逐点搜索,所以,长的事实。作为GIS数据相比)很难判断点与多边形的关系,不便于空间分析。针对这些的基本数据结构,矢存储空间较小较大问题,本文首次提出了矢量数据栅格化的一种新方法:环量和栅格数据结构各投影变换能力较易相对较难绕数法。有千秋
6、(表1),采用哪空间叠置分析较难较易种数据结构,主要取数据编辑能力较强较弱3基于环绕数法(WindingNumberAlgorithm)的决于现有资料和用户软件开发难矢量数据结构栅格化较难较易的需要。矢量数据结易程度311环绕数法的转角理论构严密而复杂,储存三维立体表[3]较弱较强环绕数法以计算几何转角法理论为基础,转角法能很空间小,空间位置达力[5]精确地判定一个点是否在非简单多边形的内部,其前提精度高,投影变换容条件是将多边形定为方向多边形,其边由若干矢量构成。易实现;栅格数据结构便于多要素叠加分析,容易实现并如图1所示,可以将多边形标定
7、为正向多边形,那么它的行处理、表达空间变换能力强,正因为矢量数据结构和栅方向是逆时针的(有的边是顺时针方向的,这些边对应的角格数据结构在很多方面实现了功能互补,所以矢、栅数据是负角)。沿着逆时针方向,如果所有转角A的代数和为2πk,则证明多边形绕点k次,检测点在多边形上;如果转角A的代数和为0,则证明多边形没有环绕点,点在多边作者简介:武广臣(19792),男,辽宁形外。一般说来,如果在二维平面内有连续曲线f(t)=本溪人,首都师范大学在读硕士研究(x(t),y(t)),0≤t≤1,若f(t)闭合,则f(0)=f(1),生,研究方向是三维地理
8、信息系统。设P不是曲线上的点,那么在P的邻域内可构成一个单位E2mail:wuguangchen78@sina1com圆C,由P点向圆C引出的矢量构成单位矢量集I1
